Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1991 года по МПК H02H3/16 

на землю установившегося режима. При достижении напряжениями ИЭ 9 и 10 значений порога срабатывания пороговых элементов (ПЭ) 11 и 12 последние переходят (переключаются) в противоположное состояние и на их выходах появляются положительные сигналы. При размыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают перезаряжаться, при этом ПЭ 11 и 12 переходят в первоначальное состояние, и положительные сигналы на их выходах исчезают. Последним в это состояние переходит ПЭ 11, так как он имеет наибольшую длительность

выходного сигнала. Длительности выходных сигналов ПЭ 11 и 12 прямо пропорциональны выходным напряжениям ИЭЭиЮи обратно пропорциональны напряжению - Don. При исчезновении выходных сигналов ПЭ 11 и 12 на выходах формирователей импульсов 13 и 14 появляются кратковременные импульсы, которые поступают на первые (верхние) входы элементов 16 и 17 совпадения. Сигналы на вторые входы данных элементов поступают лишь при отсутствии сигналов на входах (хотя бы на одном) элемента ИЛИ-НЕ 15. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости работы устройства. t При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например, на присоединении 1 срабатывает пусковой орган 23 и на его выходе появляется сигнал, поступающий на основной вход блока 25 управления и вход элемента НЕ 26. В результате этого происходит пуск генератора импульсов (ГИ) 34 и замыкание ключей 7 и 8, которые находятся в замкнутом состоянии в течение времени действия импульсов генератора 34. Длительность импульсов и пауз между ними выбирается одинаковой и равной постоянной времени зарядной цепи интегрирующих элементов (ИЭ)9 и 10. При замыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают заряжаться. Постоянная времени зарядной цепи выбирается не менее длительности полупериода тока замыкания (Л С сь СП CJ со СЛ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости устройства.

На чертеже представлена схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Схема дана для двух присоединений, общее число которых может быть любым.

Устройство содержит установленные на защищаемых присоединениях 1 и 2 трансформаторы 3 и А тока нулевой последовательности, к выходам которых подключены преобразователи 5 и 6 тока в выпрямительное напряжение (ПТВН) с замыкающими ключами 7 и 8 на входе, интегрирующие элементы (ИЭ) 9 и 10, пороговые элементы (ПЭ) 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов (ФИ), общий на все присоединения элемент ИЛИ-НЕ 15, элементы 16 и 17 совпадения, элементы 18 и 19 времени, исполнительные органы (ИО) 20 и 21, блок 22 останова действия Защиты (БОДЗ), пусковой орган (ПО) 23, трансформатор 24 напряжения нулевой последовательности (ТННП), блок 25 управления (БУ) и элемент НЕ 26.

ПТВН 5 (6) состоит из промежуточного трансформатора и двухполупериодного выпрямителя.

ИЭ 9 (10) выполнен на резисторе и кон- денсаторе. Постоянные времени зарядной цепи ИЭ 9 и 10 выбираются одинаковыми для всех присоединений.

ПЭ 11 (12) выполнен на операционное усилителе, неинвертирующий вход которого подключен к источнику опорного напряжения -Don и выходу ИЭ 9 (10).

ФИ 13 (14) может быть выполнен, например, на диодно-конденсаторных элементах, включенных по схеме с закрытым входом, а также на логических элементах

И-НЕ и др. Сигнал на его выходе появляется в момент исчезновения входного сигнала.

Элемент 18 (19) времени выполнен на элементе ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ.

БОДЗ 22 состоит из элементов ПАМЯТЬ

27 и 28, элементов 29 и 30 совпадения, датчиков 31 и 32 отключенного положения выключателей присоединений (ДОПВ) и элемента ИЛИ-НЕ 33.

БУ 25 включает в себя управляемый генератор34 импульсов (ГИ) и элемент 35 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю ключи 7 и 8 разомкнуты. Напряжения на выходах ПЭ 11 и 12 имеют отрицательный знак. ПО 23, элементы 18 и 19 времени, элементы ПАМЯТЬ 27 и 28 находятся в исходном состоянии.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например, на присоединении 1, срабатывает ПО 23 и на его выходе появляется сигнал, поступающий на основной вход БУ 25 и вход элемента НЕ

выбирается одинаковой и равной постоянной времени зарядной цепи ИЭ 9 и 10.

При замыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают заряжаться. Постоянная времени зарядной цепи выбирается

не менее длительности полупериода тока замыкания на землю установившегося режима. При достижении напряжениями ИЭ 9 и 10 значений порога срабатывания элементов 11 и 12 последние переходят (переключаются) в противоположное состояние и на их выходах появляются положительные сиг- 5 налы.

При размыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают перезаряжаться, при этом ПЭ 11 и 12 переходят в первоначальное состояние и положительные сигна- 10 лы на их выходах исчезают.

Последним в это состояние переходит ПЭ 11, так как он имеет наибольшую длительность выходного сигнала. Длительности выходных сигналов ПЭ 11 и 12 прямо 15 пропорциональны выходным напряжениям ИЭ 9 и 10 и обратно пропорциональны напряжению-DonПри исчезновении выходных сигналов ПЭ 11 и 12 на выходах ФИ 13 и 14 появля- 20 ются кратковременные импульсы, которые поступают на первые (верхние) входы элементов 16 и 17 совпадения. Сигналы на вторые входы данных элементов поступают лишь при отсутствии сигналов на входах 25 (хотя бы на одном) элемента ИЛИ-НЁ 15. Поэтому появление сигнала возможно на выходе того элемента совпадения, который связан с выходом порогового элемента, имеющего выходной сигнал наибольшей 30 длительности. В рассматриваемом случае сигнал появляется на выходе элемента 16 совпадения, поскольку величина выходного сигнала ИЭ наибольшая. При появлении сигнал на выходе элемента 16 совпадения 35 срабатывают элемент ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ 18 и ИО 20. Длительность сигнала на выходе элемента ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ выбирается меньше периода импульсов ГИ 34.40

В таком режиме устройство работает до момента отключения выключателя поврежденного присоединения 1. При отключении выключателя появляется сигнал на входе ДОПВ 31, происходит останов ГИ 34 и раз- 45 мыкание ключей 7 и 8. Таким образом обеспечивается невозможность ложной работы устройства в послеавэрийном режиме, сопровождающемся колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности. 50 После возврата ПО 23, т.е. после исчезновения сигнала (напряжения нулевой последовательности) на вторичной обмотке ТННП 24, соединенной по схеме разомкнутого треугольника, схема устройства возвраща- 55 ется в исходное состояние.

Аналогично устройство работает при однофазном замыкании на землю на присоединении 2.

При воздействии на устройство относительно больших сигналов, например, помехи, небаланса, импульсов тока, возникающих при самоустраняющихся замыканиях на землю и коммутационных переключениях и перенапряжениях и т.д., оно приходит в действие, но если длительность этих сигналов оказывается меньшем, чем время отключения выключателя, устройство автоматически возвращается в исходное положение.

По принципу действия устройство в состоянии реагировать на сигналы (токи) как переходного, так и установившегося режима однофазного замыкания на землю, при этом не требуется отстройка от бросков собственных емкостных токов неповрежденных присоединений. Не требуется также проведение замеров и расчетов тока замыкания на землю по каждому присоединению. Отпадает необходимость в корректировке уставок срабатывания защиты при изменении собственного емкостного тока какого-либо присоединения.

Применение предлагаемого устройства в электрических сетях с изолированной нейтрально позволит повысить надежность их работы путем исключения неоправданных отключений присоединений, а также улучшить злектробезопзсность при их обслуживании.

Формула изобретения

Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, выходы которых соединены с входами преобразоватепей тока в выпрямленное напряжение с замыкающими ключами на входе, выходы которых подключены к входам интегрирующих элементов, соединенных выходами с входами пороговых элементов, выходы которых Функционально связаны с входами элементов совпадения, выходы которых через элементы времени соединены с входами исполнительных органов, общий на все присоединения пусковой орган, подключенный входами к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - к входу элемента НЕ и входу блока управления, включающего в себя управляемый генератор импульсов, выход которого соединен с управляющими входами замыкающих ключей, общий на все присоединения элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами упомянутых элементов совпадения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости устройства, оно снабжено

по числу присоединений формирователями импульсов и общим блоком останова действия защиты, а элементы времени выполне- ны на элементах ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ, при этом формирователи импуль- сов включены между выходами пороговых элементов и первыми входами элементов совпадения, входы общего злемента ИЛИ- НЕ подключены к выходам пороговых элементов, причем основные входы общего блока останова действия защиты соединены с выходами элементов ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ, вспомогательные - с выходом элемента НЕ, а выход подключен к вновь введенному входу блока управления, при этом упомянутый блок останова действия защиты выполнен в виде элементов ПАМЯТЬ, датчиков отключенного положения выключателей присоединений и элементов совпа

дения по числу присоединений и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к выходу блока останова действия защиты, а входы соединены с выходами элементов совпадения, подключенных входами к выходам соответствующих датчиков отключенного положения выключателей присоединений и элементов ПАМЯТЬ, основные и вспомогательные входы которых подключены соответственно к основным и вспомогательным входам блока останова действия защиты, а в блок управления введен элемент совпадения, первый вход которого соединен с основным входом блока управления, второй - с вспомогательным входом блока управления, а выход элемента совпадения подключен к управляющему входу генератора импульсов, выход которого соединен с выходом блока управления.